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    南工大董维亮/姜岷团队从枝孢霉挖掘聚氨酯高效解聚酶
    发布时间:2024-03-11 09:01:47      浏览次数:609次

          聚氨酯(Polyurethane, PU)因其广泛使用及不合理的回收方式造成了严重的环境污染,同时因该塑料结构复杂、种类多样增加了其回收处理的难度。利用生物酶解聚塑料废弃物是实现塑料循环利用的潜在路线,而酶元件的挖掘是塑料酶法解聚技术的核心。已报道的PU解聚酶种类少,主要集中在细菌酯酶且大部分仅对水性PU具有水解作用,而对于固性 PU 的解聚活性较差,因此挖掘能够高效降解不同形态PU塑料的解聚酶具有重要意义。

          枝孢霉(Cladosporium sp.)是被广泛报道的能够高效降解PU的真菌之一,然而该真菌中参与PU降解的关键酶尚未发现,该研究是团队PU降解菌株筛选工作的延续(Journal of Hazardous Materials, 2023, 448: 130776;Microbial Biotechnology, 2023, 16(2): 474-480)。本研究从PU降解菌株枝孢霉P7胞外酶系中分离纯化到PU解聚酶CpCut1,基于肽指纹图谱分析与基因组挖掘技术反向克隆编码基因并实现其在真菌表达系统中的重组生产。论文进一步比较了解聚酶CpCut1与其他聚酯水解酶(HiC、LCC和TfCut2)对不同聚酯型PU的降解能力,在55°C反应12 h后,该酶对水性PU降解率接近100%,对热塑性和热固性PU的质量损失分别为40.5%和20.6%,其解聚PU塑料的能力高于其他已报道的聚酯水解酶,并证明该酶通过水解PU软段中的酯键从而发挥解聚作用,因此该酶仅对聚酯型PU具有解聚能力。本研究为不仅丰富了PU塑料生物降解资源库,并为塑料酶法回收技术奠定了研究基础。
          2024年3月7日,该研究以“Identification and characterization of a fungal cutinase-like enzyme CpCut1 from Cladosporium sp. P7 for polyurethane degradation”为题在《Applied and Environmental Microbiology》杂志在线发表(https://doi.org/10.1128/aem.01477-23)。江苏省微生物学会青委会秘书长董维亮教授为论文的通讯作者,刘嘉唯博士为论文的第一作者。该研究得到了国家重点研究发展计划绿色生物制造专项(2021YFC2103600)、国家自然科学基金区域联合重点基金(U23A2012)等项目资助。南京农业大学崔中利教授、格赖夫斯瓦尔德大学韦韧博士和江苏省农科院李丁博士参与了该研究。

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